人教版 (2019)必修 第二册4 宇宙航行教案

“一课一研精准教学”记录表

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7.4 宇宙航行

一、精准讲解：

1.宇宙速度

（1）牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，抛出的速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。

（2）近地卫星的速度：由，得，用地球半径R代替卫星到地心的距离r，可求得=7.9km/s。

（3）宇宙速度及其意义

（4）宇宙速度的理解

1. 第一宇宙速度

公式：

推导：a.由 得

b.由于物体受到地球的万有引力近似等于该物体在地球表面的重力，即得

。

意义：a.第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度。

b.第一宇宙速度也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，对应的运行周期是人造卫星的最小周期

2. 第二宇宙速度

大小：

意义：在地面附近发射飞行器，使之能够挣脱地球引力的束缚，永远离开地球所需的最小发射速度。

第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系：                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

3. 第三宇宙速度

大小：

意义：在地面附近发射飞行器，使之能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。

4. “最小发射速度”与“最大环绕速度”

（1）最小发射速度：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的万有引力。近地轨道是人造卫星的最低运行轨道，而近地轨道发射速度就是第一宇宙速度，所以第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度。

（2）最大环绕速度：由可得，轨道半径越小，线速度越大，在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中，近地卫星的轨道半径最小，线速度最大，所以近地人造卫星的线速度是最大环绕速度。

   因此，第一宇宙速度既是人造卫星的最小发射速度，又是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度。

2. 人造地球卫星的运行分析

（1）人造地球卫星的轨道

1. 赤道轨道：人造地球卫星的轨道与赤道轨道共面，人造地球卫星始终处于赤道正上方。
2. 极地轨道：人造地球卫星的轨道与赤道平面垂直，人造地球卫星经过两极上空。
3. 任意轨道：人造地球卫星的轨道与赤道平面成某一角度。

（2）人造地球卫星的运行参量分析

由，可推导出：当r增大时，减小，减小，T增大，减小。

二、重点、难点：

1.知道三个宇宙速度的含义

2.知道同步卫星和其他卫星的区别

3.了解发射速度与环绕速度的区别和联系

三、板书：

1. 宇宙速度
2.   人造地球卫星的轨道

四、精准练习：

《学习指导》P50  典例1  素养训练1,2,3

            P51 典例2  P52 素养训练 4,5,6

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